CN105246924B - 聚丙烯组合物的一步制造 - Google Patents

聚丙烯组合物的一步制造 Download PDF

Info

Publication number
CN105246924B
CN105246924B CN201480030102.6A CN201480030102A CN105246924B CN 105246924 B CN105246924 B CN 105246924B CN 201480030102 A CN201480030102 A CN 201480030102A CN 105246924 B CN105246924 B CN 105246924B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polypropylene
melt
linear
melt strength
branched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480030102.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105246924A (zh
Inventor
赫尔曼·普罗克席
卡贾·克利姆克
赫尔曼·布劳恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordic Chemical
Original Assignee
Nordic Chemical
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordic Chemical filed Critical Nordic Chemical
Publication of CN105246924A publication Critical patent/CN105246924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105246924B publication Critical patent/CN105246924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2423/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/16Applications used for films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明涉及用于提供包含支链聚丙烯(b‑PP)的聚丙烯组合物的方法、聚丙烯组合物、以及包含聚丙烯组合物的薄膜。

Description

聚丙烯组合物的一步制造
技术领域
本发明涉及提供包含支链聚丙烯(b-PP)的聚丙烯组合物的方法、聚丙烯组合物以及包含聚丙烯组合物的薄膜。
背景技术
高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)组合物通常为本领域已知的。北欧化工公司在1997年申请的EP 0 879 830描述了,北欧化工高熔体强度(HMS)后反应器方法的基础知识,在该方法中,过氧化物和丁二烯通常被用于制造长链支化聚丙烯(LCB-PP)材料。该项专利涵盖了广泛范围的粉末熔体流动速率(MFRs)和粒径。
基于HMS挤压涂层等级比如WF420HMS等级的现存市售高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)组合物之中最大的挑战之一为:它们耗时相当多、费用相当高的制造连同不一致的薄膜质量。这是由于市售涂层等级通常以两步法进行制造。在第一步骤中,聚丙烯组合物以HMS线路进行制备,且在第二步骤中,然后将所获的产物进行减粘裂化以增加熔体流动速率(MFRs)。为了减小OCS凝胶指数且获得适用于挤压涂层的MFR,需要增加熔体流动速率(MFRs)。
本领域中仍需要耗时较少、费用较低的方法以制备性能可靠和/或性能被改善的聚丙烯组合物,比如高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)。
因此,本发明的目的在于提供使本领域技术人员能够制备聚丙烯组合物以及由所述聚丙烯组合物制成的薄膜,所述薄膜相比于不同市售涂层等级的薄膜,其在成本和时间的有效方面具有更好的薄膜质量。
发明内容
本申请发明人现意外地发现了,在高F30熔体强度和高v30熔融延伸性上具有特定性能如具有期望的熔体流动速率MFR2(230℃)的聚丙烯组合物,并且其可以在不必执行随后的减粘裂化步骤的情况下以单步法制备。此外,还发现:相比于不同的市售涂层等级,所获得的聚丙烯组合物以及据此制备而得的薄膜将提供更好的由低OCS凝胶指数所表示的薄膜质量。
因此,本发明涉及提供包含支链聚丙烯(b-PP)的聚丙烯组合物的方法,该方法包含以下步骤:
a)提供熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min的聚丙烯(PP);
b)提供热分解性自由基形成剂;
c)提供双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物;
d)提供熔体流动速率MFR2(230℃)为10.0~50.0g/10min的线性聚丙烯(l-PP);
e)使步骤a)的聚丙烯(PP)与步骤b)的热分解性自由基形成剂和步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物反应,由此获得支链聚丙烯(b-PP);以及
f)使步骤e)中获得的支链聚丙烯(b-PP)与步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)反应;
其中,所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)具有:
i)18.0~35.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃);
ii)大于3.4cN的F30熔体强度、和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
本发明进一步地提供了一种聚丙烯组合物,其包含:
(a)95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP);以及
(b)1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP),该线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为10.0~50.0g/10min,优选为20.0~40.0g/10min;
其中,该聚丙烯组合物具有:
-根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为18.0~35.0g/10min;以及
-OCS凝胶指数小于2500;以及
其中,所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)具有大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO16790:2005测量。
优选地,聚丙烯组合物包含:
(a)95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP);以及
(b)1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP),该线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为25.0~38.0g/10min;
其中,该聚丙烯组合物具有:
-根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~25.0g/10min;以及
-OCS凝胶指数小于2000;
以及,其中进一步地,所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
进一步优先地,聚丙烯组合物包含至少一种添加剂(A),所述添加剂(A)选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂、金属钝化剂、UV稳定剂、抗静电剂、防雾剂、酸清除剂(acidscavengers)、发泡剂、胶粘剂(cling agents)、润滑剂、成核剂、滑爽剂、防粘连剂、及它们的混合物。
本发明还进一步地提供包含聚丙烯组合物的薄膜。
根据本发明的一个实施方式,聚丙烯(PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在1.0~18.0g/10min的范围内,优选在1.0~15.0g/10min的范围内。
根据本发明的另一实施方式,聚丙烯(PP):(a)为线性聚丙烯(l-PP');和/或(b)为具有大于1.0cN的F30熔体强度和小于200mm/s的v30熔融延伸性的线性聚丙烯(l-PP'),其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005进行测量。
根据本发明的另一实施方式,(a)步骤b)的热分解性自由基形成剂是过氧化物;和/或(b)步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物选自于由二乙烯基化合物、烯丙基化合物以及二烯构成的组。
根据本发明的一个实施方式,(a)步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为20.0~40.0g/10min,并且优选为25.0~38.0g/10min;和/或(b)步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)包含至少一种添加剂(A),优选包含两种添加剂(A),所述添加剂(A)选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂、金属钝化剂、UV稳定剂、抗静电剂、防雾剂、酸清除剂(acid scavengers)、发泡剂、胶粘剂(cling agents)、润滑剂、成核剂、滑爽剂、防粘连剂、及它们的混合物;和/或(C)步骤e)中获得的支链聚丙烯(b-PP)不含添加剂(A)。
根据本发明的另一实施方式,在挤出机中实施步骤e)和步骤f),所述挤出机包含沿操作方向的第一混合区(MZ1)和第二混合区(MZ2),其中进一步地,步骤e)发生在第一混合区(MZ1),而步骤f)发生在第二混合区(MZ2)。
根据本发明的另一实施方式,挤出机沿操作方向包含进料喉(FT)、第一混合区(MZ1)、第二混合区(MZ2)以及口模(die)(D),其中,在第一混合区(MZ1)和第二混合区(MZ2)之间设置有侧进料喉,其中,进一步地,步骤a)的聚丙烯(PP)、步骤b)的热分解性自由基形成剂以及步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物经由进料喉(FT)进料,并且步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)经由侧进料喉(SFT)进料。
根据本发明的一个实施方式,聚丙烯组合物的支链聚丙烯(b-PP)的总量的不超过10.0wt%在第二混合区(MZ2)中制备。
根据本发明的另一实施方式,将1.0~6.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)添加入94.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中,其中优选地,将1.0~3.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)添加入97.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中,其中更优选地,将2.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)添加入98.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中。
根据本发明的另一实施方式,所获得的聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP):(a)具有19.0~30.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃);和/或(b)具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005进行测量;和/或(C)具有小于2500的OCS凝胶指数,并优选小于2000。
根据本发明的一个实施方式,所获得的聚丙烯组合物以单步法制备。
下面,将更详细地描述本发明。
具体实施方式
首先,描述本发明中所述的单个组分,即支链聚丙烯(b-PP)、聚丙烯(PP)、热分解性自由基形成剂、双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物、线性聚丙烯(l-PP)和可选的添加剂(A)以及聚丙烯组合物。随后,更详细地描述方法步骤e)和f)以及本发明的薄膜。然而,如果分别地引用单个组分和聚丙烯组合物,则针对单个组分或聚丙烯组合物所提供的任何信息或任何优选的实施方式也适用于本发明的方法和薄膜。
针对根据本发明所提供的聚丙烯组合物的主要组分是支链聚丙烯(b-PP)。支链聚丙烯不同于线性聚丙烯,这是由于聚丙烯主链包含侧链,而非支链聚丙烯例如线性聚丙烯则并不包含侧链。该侧链对聚丙烯的流变能力具有显著的影响。因此,线性聚丙烯和支链聚丙烯可以通过其在受力状态下的流动特性而清晰地被区分。
支链可以通过使用特定的催化剂,即特定的单中心催化剂或者通过化学修饰来获取。关于通过使用特定的催化剂而获得的支链聚丙烯的制备,请参考EP 1 892 264。关于通过化学修饰而获得的支链聚丙烯,参考EP0879830A1。在这种情况下,支链聚丙烯还被称为高熔体强度聚丙烯。优选地,本发明的支链聚丙烯(b-PP)通过如下详述的化学修饰来获取,因而其为高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)。
因此,本发明的一个要求是:作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
例如,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性。优选地,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性。F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO16790:2005测量。
通常地,本发明的聚丙烯组合物还具有大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,优选具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性。例如,本发明的聚丙烯组合物具有4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性。该F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005进行测量。
为了提供足以用于挤压涂层的MFR,本发明的另一要求在于,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为18.0~35.0g/10min。例如,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~30.0g/10min。优选地,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP),优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~25.0g/10min。
因此,还优选地,本发明的聚丙烯组合物根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为18.0~35.0g/10min。例如,本发明的聚丙烯组合物根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~30.0g/10min。可选地,本发明的聚丙烯组合物根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~25.0g/10min。
因此,要求作为本发明聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有:
a)大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
以及
b)18.0~35.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)。
优选地,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有:
a)4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量,
以及
b)19.0~30.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)。
可选地,作为聚丙烯组合物的主要组分的支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有:
a)4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量,
以及
b)19.0~25.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)。
此外,优选地,所述支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的OCS凝胶指数小于2500。优选地,支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的OCS凝胶指数小于2000。例如,支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的OCS凝胶指数为500~2,000。
因此,还优选地,本发明聚丙烯组合物还具有小于2,500的OCS凝胶指数。例如,本发明聚丙烯组合物的OCS凝胶指数小于2000。可选地,本发明聚丙烯组合物的OCS凝胶指数为500~2000。
因此,在一个特定的实施方式中,支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)具有:
a)大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,优选4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,并且最优选4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量,
以及
b)18.0~35.0g/10min、优选为19.0~30.0g/10min、并最优选19.0~25.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃),
以及
c)小于2500、优选小于2000、并最优选为500~2000的OCS凝胶指数。
因此,本发明的聚丙烯组合物还优选具有:
a)大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,优选4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,并且最优选4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量,
以及
b)18.0~35.0g/10min、优选为19.0~30.0g/10min、并最优选19.0~25.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃),
以及
c)小于2500、优选小于2000、并最优选为500~2000的OCS凝胶指数。
优选地,支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的熔点为至少130℃,更优选至少135℃,并且最优选至少140℃。结晶温度优选为至少120℃。
此外,支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以是支链无规丙烯共聚物(b-R-PP),优选高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP),或者,可以是支链丙烯均聚物(b-H-PP),优选高熔体强度丙烯均聚物(H-HMS-PP),优选后者。
根据本发明的目的,术语“丙烯均聚物”是指基本上由丙烯单元构成的聚丙烯,即,至少97mol%、优选至少98mol%、更优选至少99mol%、最优选至少99.8mol%的丙烯单元。在优选的实施方式中,仅丙烯均聚物中的丙烯单元是可检测的。
在支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)为支链无规丙烯共聚物(b-R-PP),优选为高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)的情况下,其包含可与丙烯共聚的单体,例如共聚单体比如乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4~C10α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-已烯。优选地,支链无规丙烯共聚物(b-R-PP)、优选高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)包含可与丙烯共聚的单体,特别是由可与丙烯共聚的单体组成,该可与丙烯共聚的单体来自由以下物质构成的组:乙烯、1-丁烯和1-已烯。更具体地,支链无规丙烯共聚物(b-R-PP)、优选高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)除了包含丙烯之外,还包含源自于乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方式中,支链无规丙烯共聚物(b-R-PP)、优选高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)仅包含源自于乙烯和丙烯的单元。支链无规丙烯共聚物(b-R-PP)中、优选高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)中的共聚单体含量优选在大于0.2mol%至10.0mol%的范围内,进一步优选在大于0.5mol%至7.0mol%的范围内。
在这方面,需要提及的是,作为高熔体强度丙烯均聚物(H-HMS-PP)或高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)之一的高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以包含不同于为高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)所定义的共聚单体的其他不饱和单体。换句话说,高熔体强度丙烯均聚物(H-HMS-PP)或高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)可以包含通过化学修饰而引入的、不同于丙烯、乙烯及其他的C4~C12α-烯烃的不饱和单体,比如,如下详述的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。因此,就高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)而言的均聚物和共聚物的定义,实际上涉及用于通过如下详述的化学修饰而获取的熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的未改性聚丙烯。
如上所述,支链聚丙烯(b-PP),当其用于形成高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)时,是化学上改性的聚丙烯。因此,高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以进一步通过所获取的方法进行限定。高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)优选为使用热分解性自由基形成剂和/或使用致电离辐射处理未改性的聚丙烯的结果。然而,在这种情况下,存在未改性聚丙烯劣化的高风险,其是不利的。因此,优选通过使用双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物作为化学键合桥连单元而来实现改性。获取高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的适当方法例如在EP0787750、EP0879830A1和EP0890612A2中公开。所有文献通过引用被包含于本文中。因此,以未改性聚丙烯为基准,过氧化物的含量优选在0.05~3.00wt%的范围内。
因此,在一个优选的实施方式中,高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)包含:
(a)如果其为高熔体强度丙烯均聚物(H-HMS-PP),则包含衍生于以下物质的单元:
(i)丙烯、以及
(ii)双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物,
或者
(b)如果其为高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP),则包含衍生于以下物质的单元:
(i)丙烯、
(ii)乙烯和/或C4~C10α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-已烯,优选乙烯,以及
(iii)双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。
支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以包含一种以上的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。更加优选地,以所述支链聚丙烯(b-PP)为基准,即以所述高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)为基准,双官能不饱和单体连同多官能不饱和低分子量聚合物在支链聚丙烯(b-PP)(即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP))中的含量为0.01~10.0wt%。
在优选的实施方式中,支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)不含添加剂(A)。因此,在本发明的聚丙烯组合物包含添加剂(A)的情况下,在制造支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)期间,并不将这些添加剂(A)引入聚丙烯组合物之中。
根据本发明方法的步骤a),将提供熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min的聚丙烯(PP)。
如上所述,支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)是改性聚丙烯,其通过将聚丙烯(PP)与热分解性自由基形成剂以及与双官能不饱和单体和/或与多官能不饱和低分子量聚合物以及线性聚丙烯(l-PP)发生反应而获得。
本发明要点在于:特定的未改性聚丙烯(PP)必须在本发明中用于制造支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP),从而用于制造包含支链聚丙烯(b-PP)即包含高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的聚丙烯组合物。特定发现在于:聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')必定具有相当低的分子量,从而具有相当高的熔体流动速率。因此,其要求聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min,优选在1.0~18.0g/10min的范围内,比如在1.0~15.0g/10min的范围内。例如,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在1.5~15.0g/10min的范围内,优选在2.0~15.0g/10min的范围内,更优选在3.0~13.0g/10min的范围内,并且最优选在3.0~10.0g/10min的范围内。
支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)不同于聚丙烯(PP),该聚丙烯(PP)被用于它的制造:即支链聚丙烯(b-PP)(即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP))的主链(backbone),所述支链聚丙烯(b-PP)包括侧链,而初始产物即聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')并不包括或几乎不包括侧链。侧链对聚丙烯的流变能力具有显著的影响。因此,初始产物即聚丙烯(PP),优选线性聚丙烯(l-PP')、以及所获得的支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以通过其在受力状态下的流动特性清晰地被区分。
此外,如上文已述,聚丙烯(PP)优选为线性聚丙烯(l-PP')。相同的观点适用于如下详述的线性聚丙烯(l-PP)。因此,贯穿本发明,术语“线性聚丙烯”表示:线性聚丙烯,其不显示或几乎不显示出分支结构。由于不存在分支,因此线性聚丙烯即线性聚丙烯(l-PP)和线性聚丙烯(l-PP')优选为特征在于低v30熔融延伸性和/或低F30熔体强度。
因此,优选地,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')具有:
(a)F30熔体强度大于1.0cN,优选大于2.0cN,更优选在1.0~65.0cN的范围内,进一步优选在1.5~50.0cN的范围内,还更优选在2.0~50.0cN的范围内,还更优选在2.5~50.0cN的范围内,比如在2.5~30cN的范围内;
以及
(b)v30熔融延伸性小于200mm/s,优选小于190mm/s,更优选在100mm/s至小于200mm/s的范围内,进一步优选在120~190mm/s的范围内,还更优选在120~175mm/s的范围内,比如在125~170mm/s的范围内,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
换句话说,优选地,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')的F30熔体强度大于1.0cN且v30熔融延伸性小于200mm/s,优选F30熔体强度大于2.0cN且v30熔融延伸性小于190mm/s,更优选F30熔体强度在1.0~65.0cN的范围内且v30熔融延伸性在100mm/s至小于200mm/s的范围内,还更优选F30熔体强度在2.0~50.0cN的范围内且v30熔融延伸性在120~190mm/s的范围内,还更优选F30熔体强度在2.5~50.0cN的范围内且v30熔融延伸性在120~175mm/s的范围内,例如,F30熔体强度在2.5~30.0cN的范围内且v30熔融延伸性在125~170mm/s的范围内,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO16790:2005测量。
因此,在一个特定的实施方式中,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')具有:
(a)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min,优选在1.0~18.0g/10min的范围内,更优选在1.0~15.0g/10min的范围内,进一步优选在1.5~15.0g/10min的范围内,还更优选在2.0~15.0g/10min的范围内,更优选在3.0~13.0g/10min的范围内,并且最优选在3.0~10.0g/10min的范围内;以及
(b)F30熔体强度大于1.0cN,优选大于2.0cN,更优选在1.0~65.0cN的范围内,进一步优选在1.5~50.0cN的范围内,还更优选在2.0~50.0cN的范围内,还更优选在2.5~50.0cN的范围内,比如在2.5~30cN的范围内;以及
(c)v30熔融延伸性小于200mm/s,优选小于190mm/s,更优选在100mm/s至小于200mm/s的范围内,进一步优选在120~190mm/s的范围内,还更优选在120~175mm/s的范围内,比如在125~170mm/s的范围内,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
因此,在一个特定的实施方式中,聚丙烯(PP)为线性聚丙烯(l-PP'),该线性聚丙烯(l-PP')具有:熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min,F30熔体强度大于1.0cN且v30熔融延伸性小于200mm/s,优选熔体流动速率MFR2(230℃)在1.0~18.0g/10min的范围内,F30熔体强度大于2.0cN且v30熔融延伸性小于190mm/s,更优选熔体流动速率MFR2(230℃)在1.0~15.0g/10min的范围内,F30熔体强度在1.0~65cN的范围内且v30熔融延伸性在100mm/s至小于200mm/s的范围内,还更优选熔体流动速率MFR2(230℃)在1.5~15.0g/10min的范围内,F30熔体强度在1.5~50cN的范围内且v30熔融延伸性在120~190mm/s的范围内,还更优选熔体流动速率MFR2(230℃)在2.0~15.0g/10min的范围内,F30熔体强度在2.0~50cN的范围内且v30熔融延伸性在120~175mm/s的范围内,比如熔体流动速率MFR2(230℃)在3.0~13.0g/10min的范围内,F30熔体强度在2.5~50cN的范围内且v30熔融延伸性在120~175mm/s的范围内。例如,聚丙烯(PP)为线性聚丙烯(l-PP'),该线性聚丙烯(l-PP')具有:熔体流动速率MFR2(230℃)在3.0~10.0g/10min的范围内,F30熔体强度在2.5~30cN的范围内且v30熔融延伸性在125~170mm/s的范围内。
优选地,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')的熔点为至少140℃,更优选为至少150℃,并且进一步优选为至少158℃。例如,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')的熔点在140℃~180℃的范围内,更优选在150℃~170℃的范围内,并且最优选在158℃~165℃的范围内。
另外地或可选地,优选地,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')以特定尺寸d的颗粒形式使用。因此,优选地,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')具有:
(a)粒径分布d90小于1500μm;更优选小于1000μm,进一步优选在50μm至小于1000μm的范围内,还更优选在100~800μm的范围内,比如在150~600μm的范围内;
和/或
(b)粒径分布d50小于1000μm;更优选小于800μm,进一步优选在30μm至小于1000μm的范围内,还更优选在50~600μm的范围内,比如在100~500μm的范围内;
和/或
(c)d90/d50比率小于1.80,更优选小于1.75,进一步优选小于1.50,还更优选在1.00~1.75的范围内,还更优选在1.10~1.50的范围内。
聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')可以已知的方式进行制备,例如通过采用单中心催化剂或者齐格勒纳塔催化剂进行制备。聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')为丙烯均聚物(H-PP'),优选为线性丙烯均聚物(l-H-PP')或丙烯共聚物(R-PP'),优选为线性丙烯共聚物(l-R-PP')。例如,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')为丙烯均聚物(H-PP')。至于共聚单体的共聚单体含量和类型,可以参考以上关于支链聚丙烯(b-PP)所提供的信息,特别参考高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)。优选地,聚丙烯(PP)为线性聚丙烯(l-PP')。进一步优选地,聚丙烯(PP)为线性丙烯均聚物(l-H-PP')。因此,关于熔体流动速率MFR2(230℃)、熔点、F30熔体强度、v30熔融延伸性以及颗粒尺寸和粒径分布所分别提供的所有信息特别适用于线性聚丙烯(l-PP')和线性丙烯均聚物(l-H-PP')。
在优选的实施方式中,聚丙烯(PP)、优选线性聚丙烯(l-PP')不含添加剂(A)。因此,在本发明的聚丙烯组合物包含添加剂(A)的情况下,在制造支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)期间,并不将这些添加剂(A)引入聚丙烯组合物之中。根据本发明方法的步骤b),将提供热分解性自由基形成剂。
双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物与未改性聚丙烯(PP)优选线性聚丙烯(l-PP')的反应是在热分解性自由基形成剂比如热可分解过氧化物和/或致电离辐射或微波辐射存在下的条件下施行。
过氧化物优选为热分解性自由基形成剂。更优选地,热分解性自由基形成剂选自于由以下物质构成的组:酰基过氧化物、烷基过氧化物、过氧化氢、过酸酯以及过氧碳酸酯。
特别优选下列过氧化物:
过氧化酰:过氧化苯甲酰、过氧化(4-氯苯甲酰)、过氧化(3-甲氧基苯甲酰)和/或过氧化甲基苯甲酰。
烷基过氧化物:烯丙基叔丁基过氧化物、2,2-双(叔丁基过氧丁烷)、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、正丁基-4,4-双(叔丁基过氧)戊酸酯、二异丙基氨基甲基-叔戊基过氧化物、二甲基氨甲基-叔戊基过氧化物、二乙基氨基甲基-叔丁基过氧化物、二甲基氨甲基-叔丁基过氧化物、1,1-二(叔戊基过氧)环已烷、叔戊基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、叔丁基过氧化物和/或1-羟丁基正丁基过氧化物。
过酸酯和过氧碳酸酯:过乙酸丁酯、过乙酸异丙苯酯、过丙酸异丙苯酯、过乙酸环己酯、过己二酸二叔丁酯、过壬二酸二叔丁酯、过戊二酸二叔丁酯、过苯二酸二叔丁酯(di-t-butylperthalate)、过癸二酸二叔丁酯、过丙酸-4-硝基异丙苯酯、过苯甲酸-1-苯乙酯、硝基-过苯甲酸苯乙酯、叔丁基二环-(2,2,1)庚烷过羧酸酯、过丁酸叔丁基-4-羰基甲氧酯、叔丁基环丁烷过羧酸酯、过氧羧酸叔丁基环己酯、过羧酸叔丁基环戊酯、叔丁基环丙烷过羧酸酯、过肉桂酸叔丁基二甲酯、过苯甲酸叔丁基-2-(2,2-二苯基乙烯基)酯、过苯甲酸叔丁基-4-甲氧酯、过苯甲酸叔丁酯、叔丁基羧基环己烷、过萘甲酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过甲苯甲酸叔丁酯、过羧酸叔丁基-1-苯基环丙酯、叔丁基-2-丙基过戊烯-2-酸酯、过羧酸叔丁基-1-甲基环丙酯、过乙酸叔丁基-4-硝基苯酯、过氧氨基甲酸叔丁基硝基苯酯、叔丁基-N-琥珀酰亚胺过羧酸酯、过巴豆酸叔丁基酯、过马来酸叔丁酯、过甲基丙烯酸叔丁酯、过辛酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过异丁酸叔丁酯、过丙烯酸叔丁酯和/或过丙烯酸叔丁酯。
也可以使用上述所列这些自由基形成剂的混合物。
根据本发明方法的步骤c),将提供双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。
作为本申请中使用的“双官能不饱和的或多官能不饱和的”意味着,当在例如二乙烯基苯或环戊二烯或聚丁二烯中,优选存在两种以上的非芳香族双键。仅使用这种双官能不饱和化合物或多官能不饱和化合物,其可以优选通过自由基进行聚合。双官能不饱和化合物或多官能不饱和化合物中的不饱和位点是在它们的化学键态(bound state)上而非实际的“不饱和的”,这是由于双键各自被用于共价键和未改性聚丙烯的聚合物链。
双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物(优选具有数均分子量(Mn)≤10000g/mol,由一个和/或多个不饱和单体与聚丙烯(PP)优选线性聚丙烯(l-PP')合成)的反应可以在热分解性自由基形成剂的存在下进行。
在一个实施方式中,步骤c)的双官能不饱和单体选自于由以下物质构成的组:二乙烯基化合物、烯丙基化合物以及二烯。
例如,该双官能不饱和单体可以是:
-二乙烯基化合物,比如二乙烯基苯胺、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯、二乙烯基戊烷和二乙烯基丙烷;
-烯丙基化合物,比如丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸烯丙基甲酯和烯丙基乙烯基醚;
-二烯,比如1,3-丁二烯、氯丁二烯、环己二烯、环戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、庚二烯、己二烯、异戊二烯和1,4-戊二烯;
-芳香族和/或脂肪族二(马来酰亚胺)二(柠康酰亚胺)及这些不饱和单体的混合物。
特别优选的双官能不饱和单体为1,3-丁二烯、异戊二烯、二甲基丁二烯和二乙烯基苯。
优选具有数均分子量(Mn)≤10000g/mol的多官能不饱和低分子量聚合物可以由一种以上的不饱和单体合成。
这种低分子量聚合物的例子有:
-聚丁二烯,特别是聚合物链中的不同微观结构即1,4-顺式、1,4-反式和1,2-(乙烯基)在1,2-(乙烯基)结构中是占主导的;
-在聚合物链中具有1,2-(乙烯基)的丁二烯和苯乙烯的共聚物。
优选的低分子量聚合物为聚丁二烯,特别是在1,2-(乙烯基)结构中具有大于50.0wt%的丁二烯的聚丁二烯。
支链聚丙烯(b-PP)、优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可以包含超过一种的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。更加优选地,以所述支链聚丙烯(b-PP)为基准,优选以高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)为基准,双官能不饱和单体连同多官能不饱和低分子量聚合物在支链聚丙烯(b-PP)(优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP))中的含量为0.01~10.0wt%。
根据本发明方法的步骤d),将提供线性聚丙烯(l-PP)。
在制备本发明的聚丙烯组合物期间,添加线性聚丙烯(l-PP)。本发明的一个特定发现在于,线性聚丙烯(l-PP)的引入对在单步法即不使用随后方法中制备包含支链聚丙烯(b-PP)的特定聚丙烯组合物是具有决定性的,其中,在随后的方法中,所获得的产物更进一步地进行减粘裂化以获取预期的聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP),所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2为18.0~35.0g/10min。进一步优选地,该线性聚丙烯(l-PP)被用于将添加剂(A)引入本发明的聚丙烯组合物中。本发明的进一步发现是,如果通过使用特定的聚丙烯载体将添加剂(A)引入,则对本发明的聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)来说可以获得光学性能上特别优异的结果,即低OCS凝胶指数方面。因此,在优选的实施方式中,以添加剂混合物(AM)的形式将添加剂(A)引入本发明的聚丙烯组合物中,其中,所述添加剂混合物包含线性聚丙烯(l-PP)和添加剂(A),优选由线性聚丙烯(l-PP)和添加剂(A)组成。
优选地,线性聚丙烯(l-PP)必须具备相当低的分子量,从而具备相当高的熔体流动速率。因此,要求线性聚丙烯(l-PP)根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在10.0~50.0g/10min的范围内,优选在20.0~40.0g/10min的范围内,比如在25.0~38.0g/10min的范围内。例如,线性聚丙烯(l-PP)根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在28.0~38.0g/10min的范围内,优选在30.0~38.0g/10min的范围内,并最优选在32.0~38.0g/10min的范围内。
优选地,线性聚丙烯(l-PP)的熔点为至少140℃,更优选至少150℃,进一步优选至少160℃,并且最优选至少170℃。
此外,如上所述地,线性聚丙烯(l-PP)显示出无分支结构或显示出几乎无分支结构。由于不存在分支,所以线性聚丙烯(l-PP)的特征优选为低v30熔融延伸性和/或低F30熔体强度。
因此,优选地,线性聚丙烯(l-PP)具有:
v30熔融延伸性小于200mm/s,优选小于190mm/s,更优选在100mm/s至小于200mm/s的范围内,进一步优选在120~190mm/s的范围内,还更优选在120~175mm/s的范围内,比如在125~170mm/s的范围内。
因此,在一特定的实施方式中,线性聚丙烯(l-PP)具有:
(a)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在10.0~50.0g/10min的范围内,优选在20.0~40.0g/10min的范围内,比如在25.0~38.0g/10min的范围内,更优选在28.0~38.0g/10min的范围内,进一步优选在30.0~38.0g/10min的范围内,还更优选在32.0~38.0g/10min的范围内;以及
(b)v30熔融延伸性小于200mm/s,优选小于190mm/s,更优选在100mm/s至小于200mm/s的范围内,进一步优选在120~190mm/s的范围内,还更优选在120~175mm/s的范围内,比如在125~170mm/s的范围内。
因此,在一特定的实施方式中,线性聚丙烯(l-PP)具有:在10.0~50.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和小于200mm/s的v30熔融延伸性,优选在20.0~40.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和小于190mm/s的v30熔融延伸性,更优选比如在25.0~38.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和在100mm/s至小于200mm/s的范围内的v30熔融延伸性,还更优选在28.0~38.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和在120~190mm/s的范围内的v30熔融延伸性,还更优选在30.0~38.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和在120~175mm/s的范围内的v30熔融延伸性,比如在32.0~38.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)和在125~170mm/s的范围内的v30熔融延伸性。
在本发明的一个实施方式中,线性聚丙烯(l-PP)的F30熔体强度大于1.0cN,优选大于2.0cN,更优选在1.0~65cN的范围内,进一步优选在1.5~50cN的范围内,还更优选在2.0~50cN的范围内,还更优选在2.5~50cN的范围内,比如在2.5~30cN的范围内。
线性聚丙烯(l-PP)可以已知的方式进行制备,例如通过采用单中心催化剂或齐格勒纳塔催化剂进行制备。线性聚丙烯(l-PP)可以为丙烯均聚物(H-PP)(优选线性丙烯均聚物(l-H-PP))或丙烯共聚物(R-PP)(优选线性丙烯共聚物(l-R-PP))。至于共聚单体的共聚单体含量和类型,可以参考以上支链聚丙烯(b-PP)所提供的信息,特别可以参考高熔体强度无规丙烯共聚物(R-HMS-PP)。优选地,线性聚丙烯(l-PP)为线性丙烯均聚物(l-H-PP)。因此,关于熔体流动速率MFR2(230℃)、熔点、F30熔体强度、v30熔融延伸性以及粒径和粒径分布所分别提供的所有信息特别适用于线性丙烯均聚物(l-H-PP)。
在特定的实施方式中,聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))和线性聚丙烯(l-PP)为线性丙烯均聚物,即线性丙烯均聚物(l-H-PP)和线性丙烯均聚物(l-H-PP')。优选地,线性丙烯均聚物,即线性丙烯均聚物(l-H-PP)和线性丙烯均聚物(l-H-PP')具有不同的性能,特别是在熔体流动速率MFR2(230℃)方面具有不同的性能。
如上所述,将线性聚丙烯(l-PP)用作载体以将可选的至少一种添加剂(A)引入聚丙烯组合物之中。换句话说,包含线性聚丙烯(l-PP)和至少一种添加剂(A)的添加剂混合物(AM),优选由线性聚丙烯(l-PP)和至少一种添加剂(A)组成的添加剂混合物(AM)在本发明方法用于制造聚丙烯组合物。
因此,优选地,线性聚丙烯(l-PP)包含至少一种添加剂(A)。例如,线性聚丙烯(l-PP)包含两种或三种添加剂(A),比如两种添加剂(A)。
至少一种添加剂(A)可以是在高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)及其应用的技术领域中使用的任何的添加剂。
例如,在线性聚丙烯(l-PP)中使用而以添加剂混合物(AM)的形式存在的至少一种添加剂(A)包括但不局限于:稳定剂,比如抗氧化剂(例如,位阻酚、亚磷酸酯/磷酸酯、包含抗氧化剂的硫、烷基自由基清除剂、芳香胺、位阻胺稳定剂、或它们的共混物)、金属钝化剂(例如IrganoxMD1024)、或紫外线稳定剂(例如受阻胺光稳定剂)。其它常规的添加剂是改性剂,比如抗静电剂或防雾剂(例如,乙氧化胺和酰胺、或甘油酯)、酸清除剂(acidscavengers)(例如硬脂酸钙)、发泡剂、胶粘剂(cling agents)(例如聚异丁烯)、润滑剂和树脂(离聚物蜡、PE-蜡和乙烯共聚物蜡、Fischer-Tropsch蜡、蒙旦蜡(Montan-basedwaxes)、氟系化合物、或石蜡)、成核剂(例如,滑石、苯甲酸盐、磷系化合物、山梨醇、诺尼醇(nonitol)系化合物、或酰胺系化合物)、以及滑爽剂和防粘连剂(例如,芥酸酰胺、油酰胺、滑石、天然二氧化硅和合成二氧化硅、或沸石)。优选地,至少一种添加剂(A)选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂(例如,位阻酚、亚磷酸酯/磷酸酯、包含抗氧化剂的硫、烷基自由基清除剂、芳香胺、位阻胺稳定剂、或其共混物)、金属钝化剂(例如IrganoxMD1024)、或紫外线稳定剂(例如受阻胺光稳定剂)、抗静电剂或防雾剂(例如,乙氧化胺和酰胺、或甘油酯)、酸清除剂(acid scavengers)(例如硬脂酸钙)、发泡剂、胶粘剂(cling agents)(例如聚异丁烯)、润滑剂和树脂(离聚物蜡、PE-蜡和乙烯共聚物蜡、Fischer-Tropsch蜡、蒙旦系蜡、氟系化合物、或磷系化合物、山梨醇、诺尼醇系化合物、或酰胺系化合物)、滑爽剂、防粘连剂(例如,芥酸酰胺、油酰胺、滑石、天然二氧化硅和合成二氧化硅、或沸石)、及它们的混合物。
通常地,以添加剂混合物(AM)的总重量为基准,添加剂混合物(AM)中的至少一种添加剂(A)的总量不大于25.0wt%,更优选不大于20.0wt%,比如在5.0~20.0wt%的范围内。例如,以添加剂混合物(AM)的总重量为基准,添加剂混合物(AM)中的至少一种添加剂(A)的总量在10.0~20.0wt%的范围内。
根据本发明方法的步骤e)和步骤f),使步骤a)的聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))与步骤b)的热分解性自由基形成剂和步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物反应,由此获得支链聚丙烯(b-PP),且进一步地,使所述支链聚丙烯(b-PP)与步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)反应。
本发明的一个方面在于,通过使用的熔体流动速率MFR2(230℃)大于1.0g/10min的聚丙烯(PP)(线性聚丙烯(l-PP'))、双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物以及具有10.0~50.0g/10min的熔体流动速率MFR2(230℃)的线性聚丙烯(l-PP),来进行制备包含支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的本发明所述的聚丙烯组合物。
因此,本发明涉及提供包含支链聚丙烯(b-PP)的聚丙烯组合物的方法,其中,该方法包含步骤e),在该步骤e)中,将步骤a)的聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))与步骤b)的热分解性自由基形成剂和双官能不饱和单体和/或步骤c)的多官能不饱和低分子量聚合物起反应,由此获得支链聚丙烯(b-PP)。该方法进一步包含步骤f),在该步骤f)中,将步骤e)中获得的支链聚丙烯(b-PP)与步骤d)的线性聚丙烯(l-PP)起反应,由此获得聚丙烯组合物。至于支链聚丙烯(b-PP)、聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))、热分解性自由基形成剂、双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物以及线性聚丙烯(l-PP)的定义和优选的实施方式,请参考上述所提供的信息。
优选地,本发明的方法是单步方法,即在方法步骤e)和f)之后不要求另外的方法步骤。换言之,在不执行随后的减粘裂化步骤的情况下,本发明的方法可以获得包含支链聚丙烯(b-PP)的聚丙烯组合物,所述支链聚丙烯(b-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在18.0~35.0g/10min的范围内的。
如上所述,步骤e)中,支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)通过使用热分解性自由基形成剂处理聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))来获得。然而,在这种情况下存在聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))被劣化的高风险,这是不利的。因此,优选地,通过另外使用双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物作为化学键合桥连单元(chemically bound bridging unit(s))而来实现化学改性。合适地获取支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的方法例如公开在EP0787750、EP0879830A1和EP0890612A2中。所有文献通过引用被包含于本文。因此,以聚丙烯(PP)优选线性聚丙烯(l-PP')的含量为基准,热分解性自由基形成剂,优选过氧化物的含量优选在0.05~3.00wt%的范围内。通常地,热分解性自由基形成剂连同双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物一起添加入聚丙烯(PP)中,优选添加入线性聚丙烯(l-PP')之中。
然而,也可能使用但较不优选:首先,将双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物添加入聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))中,随后是热分解性自由基形成剂;或者,相反地,首先,将热分解性自由基形成剂加入聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))之中,随后是双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物。
优选地,当聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))和热分解性自由基形成剂以及双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物之间的反应进行至少70%、优选至少80%、还更优选至少90%比如至少95%或99%以获得支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)时,开始步骤f)。
在优选的实施方式中,将挤出机比如双螺杆挤压机用于步骤e)和步骤f)。
挤出机的使用特别有利,原因在于其可以同时用于制备支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)和将线性聚丙烯(l-PP)添加入所述支链聚丙烯(b-PP)中或将添加剂混合物(AM)添加入所述支链聚丙烯(b-PP)中。在优选的实施方式中,在步骤e)中,将聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))连同如上详述的热分解性自由基形成剂(优选过氧化物)、双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物(优选选自二乙烯基化合物、烯丙基化合物或二烯的双官能不饱和单体)添加入挤出机,以提供支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)。还可以使用在预混合设备之后的挤出机的组合,其中,在预混合设备中,将双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物以及热分解性自由基形成剂添加入聚丙烯(PP)(线性聚丙烯(l-PP'))。随后,在步骤f)中,为了不干扰针对于提供如上所述的支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的改性反应,优选在压出机螺杆的下游端,加入线性聚丙烯(l-PP)或包含至少一种添加剂(A)的以所述线性聚丙烯(l-PP)为基准的添加剂混合物(AM)。在这方面,术语“压出机螺杆的下游端”定义为在压出机螺杆的长度的最后60%之内,优选在压出机螺杆的长度的最后65%之内,更优选在压出机螺杆的长度的至少70%之内,比如在压出机螺杆的至少75%之内。
本发明方法中使用的挤出机(E)优选沿操作方向包含第一混合区(MZ1)和第二混合区(MZ2)。例如,本发明方法中使用的挤出机(E)优选包含进料喉(FT)、第一混合区(MZ1)、第二混合区(MZ2)和口模(D),其中,在第一混合区(MZ1)和第二混合区(MZ2)之间设置有侧进料喉(SFT)。优选地,反应步骤e)发生在第一混合区(MZ1),而反应步骤f)发生在挤出机的第二混合区(MZ2)。
进一步优选地,所述聚丙烯组合物的支链聚丙烯(b-PP)的总量的不超过10.0wt%在第二混合区(MZ2)中制备。
优选地,挤出机是螺杆挤出机,比如双螺杆挤出机。因此,将聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))、热分解性自由基形成剂(优选过氧化物)、以及双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物单体(优选选自二乙烯基化合物、烯丙基化合物或二烯)而不是将线性聚丙烯(l-PP)与添加剂(A),经由进料喉(FT)进料入挤出机之中,因而优选使用进料器进料入挤出机之中,并且随后通过第一混合区(MZ1)经过下游。
优选地,所述第一混合区(MZ1)中的剪切应力是如下这种程度:聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP'))是熔融的,并且引发了与热分解性自由基形成剂以及双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物的化学反应。在第一混合区(MZ1)之后,即在第一混合区(MZ1)和第二混合区(MZ2)之间,添加线性聚丙烯(l-PP)或添加剂混合物(AM),即将其加料于挤出机之中。优选地,经由侧进料喉(SFT),加入线性聚丙烯(l-PP)或添加剂混合物(AM),因而优选使用侧喂料机。随后,包括线性聚丙烯(l-PP)或添加剂混合物(AM)的聚丙烯组合物的所有组分通过第二混合区(MZ2)经过下游。最后,包含支链聚丙烯(b-PP)的聚丙烯组合物经由口模(D)放料。
优选地,第一混合区(MZ1)比第二混合区(MZ2)长。优选地,第一混合区(MZ1)对第二混合区(MZ2)之间的长度比[mm(MZ1)/mm(MZ2)]为至少2/1,更优选为至少3/1,还更优选在2/1~15/1的范围内,进一步优选为3/1~10/1。
优选地,以聚丙烯组合物的总重量为基准,将1.0~6.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)添加入94.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中。在本发明的一个实施方式中,以聚丙烯组合物的总重量为基准,将1.0~3.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)添加入97.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中。例如,以聚丙烯组合物的总重量为基准,将2.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)加入98.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)中。
如上所述,归因于本发明的方法,将获得包含支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的聚丙烯组合物。在优选的实施方式中,本发明的聚丙烯组合物包含下述物质、优选由下述物质组成:支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)、聚丙烯(PP)(优选线性聚丙烯(l-PP')、线性聚丙烯(l-PP)以及可选的至少一种添加剂(A)。
本发明的聚丙烯组合物中的主要组分是支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)。因此,以聚丙烯组合物的总重量为基准,聚丙烯组合物至少包含70wt%、更优选至少75wt%、还更优选至少80wt%、进一步优选至少85wt%、还更优选至少90wt%、比如至少95wt%的支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)。
在本发明的一个实施方式中,以聚丙烯组合物的总重量为基准,本发明的聚丙烯组合物包含:
(a)80.0~99.0重量份、优选90.0~99.0重量份、更优选95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)(优选高熔体强度聚丙烯(HMS-PP));以及
(b)1.0~20.0重量份、优选1.0~10.0重量份、更优选1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP)。
在优选的实施方式中,支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)和线性聚丙烯(l-PP)是聚丙烯组合物中唯一的聚合物组分。换句话说,聚丙烯组合物可以进一步包含如上详述的至少一种添加剂(A),但以聚丙烯组合物的总重量为基准,其它的聚合物含量不大于5.0wt%,更优选不大于2.0wt%,进一步优选不大于1.0wt%。在本发明的特定实施方式中,聚丙烯组合物由下述物质组成:支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)、线性聚丙烯(l-PP)以及至少一种添加剂(A)。
优选地,以聚丙烯组合物的总重量为基准,聚丙烯组合物中添加剂(A)的总量不大于5.0wt%,更优选不大于1.0wt%,比如在0.005~0.5wt%的范围内。
因此,本发明的工艺涉及聚丙烯组合物的制造,该聚丙烯组合物包含:
(a)80.0~99.0重量份、优选90.0~99.0重量份、更优选95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP);
(b)1.0~20.0重量份、优选1.0~10.0重量份、更优选1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP),该线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)在10.0~50.0g/10min的范围内,优选在20.0~40.0g/10min的范围内,更优选在25.0~38.0g/10min的范围内,还更优选在28.0~38.0g/10min的范围内,比如在30.0~38.0g/10min的范围内或者在32.0~38.0g/10min的范围内;以及
(c)可选的0.005~5.0重量份、优选0.005~2.0重量份、更优选0.05~1.0重量份、比如0.05~0.5重量份的至少一种添加剂(A)、优选两种添加剂(A),其中,所述添加剂(A)优选选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂、金属钝化剂、UV稳定剂、抗静电剂、防雾剂、酸清除剂(acid scavengers)、发泡剂、胶粘剂(cling agents)、润滑剂、成核剂、滑爽剂、防粘连剂、及它们的混合物。
如上所述,支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)是本发明聚丙烯组合物中的主要部分。因此,优选地,最终的聚丙烯组合物显示出与支链聚丙烯(b-PP)即高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)相似的流变性能。
因此,本发明的聚丙烯组合物:优选具有大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,更优选4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,并且最优选4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
另外地或可选地,本发明的聚丙烯组合物根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)优选为18.0~35.0g/10min,更优选为19.0~30.0g/10min,并最优选为19.0~25.0g/10min。
另外地或可选地,本发明的聚丙烯组合物的OCS凝胶指数优选小于2500,优选小于2000,并最优选为500~2000。
因此,在本发明的一个特定的实施方式中,本发明的聚丙烯组合物优选具有:
a)大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,优选4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,并且最优选4.0~10.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005进行测量,
以及
b)18.0~35.0g/10min、优选19.0~30.0g/10min、并最优选19.0~25.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃),
以及
c)小于2500、优选小于2000、并最优选500~2000的OCS凝胶指数。
本发明的重要发现之一在于,本发明的聚丙烯组合物及由所述(特别是如下所述的)聚丙烯组合物制成的薄膜显示出降低的OCS凝胶指数。因此,优选地,本发明的聚丙烯组合物的OCS凝胶指数小于2500,优选小于2000,并且最优选为500~2000。
牢记上述所提供的信息,本发明涵盖包含以下物质的聚丙烯组合物:
(a)95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP);以及
(b)1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP),该线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为10.0~50.0g/10min,优选为20.0~40.0g/10min;
其中,该聚丙烯组合物具有:
-根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为18.0~35.0g/10min;以及
-OCS凝胶指数小于2500;以及
其中,聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)具有大于3.4cN的F30熔体强度和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
例如,聚丙烯组合物包含:
(a)95.0~99.0重量份的支链聚丙烯(b-PP);以及
(b)1.0~5.0重量份的线性聚丙烯(l-PP),该线性聚丙烯(l-PP)根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为25.0~38.0g/10min;
其中,该聚丙烯组合物具有:
-根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)为19.0~25.0g/10min;以及
-OCS凝胶指数小于2000;
以及,其中进一步地,聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯(b-PP)具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO16790:2005进行测量。
如上所述,本发明的特征还在于:包含本文所述的本发明的聚丙烯组合物的薄膜。优选地,该薄膜是流延膜或吹膜。该薄膜还可以是双轴拉伸薄膜,比如双轴拉伸吹膜。这种薄膜之间的差异对本领域技术人员而言是公知的。在这方面,可以参考“聚丙烯手册(Polypropylene Handbook)”,第405~414页,第二版,Nello Pasquini(编辑),Hanser。优选地,所述薄膜包含至少70wt%、更优选至少80wt%、更优选至少90wt%、还更优选至少95wt%的根据本发明的聚丙烯组合物。在优选的实施方式中,所述薄膜由本发明的聚丙烯组合物组成。
通过本领域已知的方法来完成该薄膜的制备。例如,该薄膜可以通过流延膜技术或吹膜技术制得。在流延膜技术中,通过狭缝挤压模将熔融的聚丙烯组合物挤出在冷轧辊上,以将该聚合物冷却为固态膜。通常地,聚丙烯组合物首先在挤出机中被加压液化,这对于已经被添加入聚合物中的或经由母料在该阶段被引入的任何添加剂是可能的。然后,迫使熔融物通过平膜口模(狭缝口模(slot die)),并且在一个以上卷取辊上卷取挤出薄膜,期间其被冷却固化。已经证明了,通过将挤出薄膜在10~50℃的温度下、优选在10~40℃的温度下、更优选在12~35℃的温度下冷却,其特别有利于保养卷取辊或轧辊。所获得的产物是未经拉伸的薄膜,该未经拉伸的薄膜视需要可以是双轴拉伸。
在吹膜方法中,通过环形口模将聚丙烯组合物挤出,并通过形成泡沫以将其吹制为管型薄膜,所述泡沫在凝固之后于夹辊(nip rollers)之间溃灭。该吹挤可优选在160~240℃的范围内的温度下实施,并且通过在10~50℃的温度下的水或优选通过在10~50℃的温度下的发泡气体(通常为空气)将其冷却,以提供口模直径的0.5~8倍的冷凝线高度(frost line height)。该吹起比率通常应当在1.5~4的范围内,比如2~4,优选2.5~3.5。
下面,将通过实施例来更详细地描述本发明。
实施例
A.测量方法
除非另有说明,下列术语和测定方法的定义适用于本发明的上述一般描述以及以下实施例。
聚丙烯中的共聚单体含量
按照本领域中公知的方式,通过经由定量13C核磁共振(NMR)光谱校准的基本配置后,由定量傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定共聚单体含量。薄膜被压制成250μm的厚度,并以传输模式记录光谱。
具体地,聚丙烯-共-乙烯共聚物的乙烯含量使用在720-722cm-1和730-733cm-1中发现的量化频带的基线校正的峰面积来进行测定。在767cm-1处评估丙烯-1-丁烯共聚物。基于薄膜的厚度获得定量结果。
熔融温度(Tm)和熔化热(Hf)、结晶温度(Tc)和结晶热(Hc):通过使用MettlerTA820差示扫描量热法(DSC)在5~10mg的样品上进行测量。根据ISO3146/第3部分/方法C2,DSC在加热/冷却/加热循环中以10℃/min的扫描速率在+23℃~+210℃的温度范围内运行。从冷却步骤中测定结晶温度和结晶热(Hc),而从第二个加热步骤中测定熔融温度和熔化热(Hf)。
MFR2(230℃):根据ISO 1133(温度230℃,负载2.16kg)进行测量。
F30熔体强度和v30熔融延伸性
本文所描述的测试根据ISO 16790:2005。
应变硬化性能通过如文章“聚合物熔体的纺丝法-主曲线和深冲性能(Rheotens-Mastercurves and Drawability of Polymer Melts),M.H.Wagner,高分子工程与科学,第36卷,第925至935页”中所描述的方法来确定。该文献的内容已纳入本文作为参考。聚合物的应变硬化性能通过Rheotens设备(
Figure BDA0000857066480000241
公司的产品,Siemensstr.2,74711Buchen,德国)进行分析,其中,熔体线材(melt strand)以限定的加速作用通过向下牵引而拉伸。
Rheotens实验模拟工业纺丝和挤压工艺。原则上,熔体通过圆形口模被按压或挤出,并且所得到的线材被牵引(hauled off)。挤出物上的应力被记录下来,作为熔融性能和测量参数的函数(特别是,输出速度和牵引速度间的比值,实际上是对扩展速率的度量)。对于以下所示的结果,用实验室挤出机HAAKE Polylab系统和带有圆柱形口模(L/D=6.0/2.0mm)的齿轮泵,将材料挤出。将齿轮泵预调为5mm/s的线材挤出速率,并且将熔融温度设定为200℃。口模和Rheotens转轮之间的纺丝线长度为80mm。实验开始时,Rheotens转轮的拉紧速度(take-up speed)被调节为挤出的聚合物线材的速度(拉伸力为零):此后通过缓慢增加Rheotens转轮的拉紧速度来启动实验,直到聚合物细丝断裂。转轮的加速度足够小,使得能够在准稳定条件下测得拉伸力。向下牵引熔体线材的加速度为120mm/sec2。Rheotens的操作与PC程序EXTENS相结合。该程序是一个实时数据采集程序,其显示并存储测量得到的拉伸力和向下牵引速度的数据。该Rheotens曲线(力对滑轮旋转速度)的端点取为F30熔体强度和拉伸值(drawability values)。
OCS凝胶指数
1.装置
该装置由以下部件组成:具有三个加热区的实验室挤出机ME 25/5200V1、适配器、以及150mm宽的口模。后续的单元包括:冷却辊CR-8(直径140mm),其包括HaakeC40P加热-冷却装置(15~90℃)、线扫描摄影机FS-5/4096像素(灰度图像的动态数值转换)、以及自动张力控制高达10N的卷取单元。
2.关于薄膜制造的材料具体设置
针对聚丙烯,根据MFR-范围将关于气缸和口模中加热区的温度设置分类为以下三组:
组1:MFR-范围0.3-2.0g/10min(230℃/2.16kg),温度220/260/270/280/290℃
组2:MFR-范围2.0-10g/10min(230℃/2.16kg),温度220/230/240/250/260℃
组3:MFR-范围10-33g/10min(230℃/2.16kg),温度200/220/230/240/240℃
预置参数:
转速(螺杆):30rpm
牵引速度:3m/min;
薄膜厚度为50μm
3.测量
完成下列参数后:如是相似材料则为约60min磨合期(running-in period),如果是高度偏离材料(highly diverging materials)则为约120min。
目标:在恒定的熔融压力和熔融温度下调节均质薄膜。将测量区域标准化为5m2。当完成该区域时,则测量本身将自动终止。同时打印报告。
4.分析
发现缺陷的数量(参照1/m2)根据尺寸被级别划分,并且乘以质量因子,合计为凝胶指数(gelindex)。
Figure BDA0000857066480000261
实施例:
Figure BDA0000857066480000262
凝胶指数=16.7
B.实施例
线性聚丙烯(l-PP)
l-PP1:是线性丙烯均聚物,该线性丙烯均聚物具有3.48g/10min的MFR2(230℃)、160℃的熔融温度Tm、6.5cN的F30熔体强度和160mm/s的v30熔融延伸性。
l-PP2:是线性丙烯均聚物,该线性丙烯均聚物具有35g/10min的MFR2(230℃)、210-250℃的熔融温度Tm和160mm/s的v30熔融延伸性。
添加剂混合物
线性聚丙烯l-PP2用以供应作为母料的还含有添加剂的添加剂混合物,用以结合到支链聚丙烯的基料聚合物中。以添加剂混合物的总重量为基准,添加剂混合物含有:87.50wt%的各线性聚丙烯l-PP2、10.00wt%的IrganoxB225FF(抗氧化剂)、以及2.50wt%的水滑石。
本发明实施例IE1~IE4和比较例CE1:
在如下所述的丁二烯和过氧化物的存在下,l-PP1经过反应挤出。在65℃的温度下于具有桨式搅拌器的水平混合器中的熔融混合步骤之前,将丁二烯和过氧化物两者(如表1所示的量)与l-PP1粉末进行预混合,保持15~20分钟的平均停留时间。在惰性气氛下,将预混合物转移到TheysonTSK60类型的共旋转双螺杆挤出机中,该挤出机具有60mm的机筒直径和48的L/D比,其配备有高强度混合螺杆,该高强度混合螺杆具有3个捏合区和两步脱气结构。挤出机中的温度被设定为240℃。螺杆转速和吞吐量如表1所示。在挤出机长度的前3/4处,制备支链聚丙烯(b-PP)。随后,通过侧进料器,即在挤出机长度的后1/4处,将如上所述的添加剂混合物进料到挤出机中添加至所制得的支链聚丙烯(b-PP)。将挤出的聚丙烯组合物排出并制粒。从粒料中,制备如上所述(OCS凝胶指数)的薄膜。粒化后的聚丙烯组合物的性能和薄膜的性能如表2所示。
表1:工艺条件
Figure BDA0000857066480000271
*以聚丙烯组合物的总重量为基准
表2:聚丙烯组合物和薄膜的性能
Figure BDA0000857066480000272
具有18.0~35.0g/10min的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃)的合适的聚丙烯组合物可以通过将线性聚丙烯结合到支链聚丙烯中以单步法制备,即在本发明的方法之后无需实施进一步的减粘裂化步骤。同时,其可总结为:相比于参考材料比较例1(CE1)(购买自奥地利的北欧化工公司的市售WF420HMS),所获得的聚丙烯组合物显示出较高的熔体强度F30和较高的熔融延伸性v30。除此之外,相比于该参考材料比较例1(CE1),所获得的聚丙烯组合物显示出较高的薄膜质量,其如OCS凝胶指数的下限值所示。

Claims (15)

1.提供包含支链聚丙烯b-PP的聚丙烯组合物的方法,所述方法包含以下步骤:
a)提供根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2大于1.0g/10min的聚丙烯PP;
b)提供热分解性自由基形成剂,
c)提供双官能不饱和单体和/或具有数均分子量(Mn)≤10000g/mol的多官能不饱和低分子量聚合物,
d)提供根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2为10.0~50.0g/10min的线性聚丙烯l-PP,
e)使步骤a)的聚丙烯PP与步骤b)的热分解性自由基形成剂和步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物反应,由此获得支链聚丙烯b-PP;以及
f)将步骤d)的线性聚丙烯l-PP添加入步骤e)中获得的支链聚丙烯b-PP中;
其中,所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯b-PP具有:
i)18.0~35.0g/10min的根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2
ii)大于3.4cN的F30熔体强度、和大于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述聚丙烯PP根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2在1.0~18.0g/10min的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述聚丙烯PP:
(a)是线性聚丙烯l-PP';
和/或
(b)是线性聚丙烯l-PP',所述线性聚丙烯l-PP'具有大于1.0cN的F30熔体强度和小于200mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005进行测量。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
(a)步骤b)的热分解性自由基形成剂是过氧化物;
和/或
(b)步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物选自于由以下物质构成的组:二乙烯基化合物、烯丙基化合物、以及二烯。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
(a)步骤d)的线性聚丙烯l-PP根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2为20.0~40.0g/10min;
和/或
(b)步骤d)的线性聚丙烯l-PP包含至少一种添加剂A,所述添加剂A选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂、金属钝化剂、UV稳定剂、抗静电剂、防雾剂、酸清除剂、发泡剂、胶粘剂、润滑剂、成核剂、滑爽剂、防粘连剂、及它们的混合物;
和/或
(c)步骤e)中获得的支链聚丙烯b-PP不含添加剂A。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在挤出机中实施步骤e)和步骤f),所述挤出机沿操作方向包含第一混合区MZ1和第二混合区MZ2,其中进一步地,步骤e)发生在第一混合区MZ1,而步骤f)发生在第二混合区MZ2。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述挤出机沿操作方向包含进料喉FT、第一混合区MZ1、第二混合区MZ2和口模D,其中,在第一混合区MZ1和第二混合区MZ2之间设置有侧进料喉SFT,其中,进一步地,步骤a)的聚丙烯PP、步骤b)的热分解性自由基形成剂以及步骤c)的双官能不饱和单体和/或多官能不饱和低分子量聚合物经由进料喉FT进料,步骤d)的线性聚丙烯l-PP经由侧进料喉SFT进料。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,所述聚丙烯组合物的支链聚丙烯b-PP的总量的不超过10.0wt%在第二混合区MZ2中制备。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中,将1.0~6.0重量份的线性聚丙烯l-PP添加入94.0~99.0重量份的支链聚丙烯b-PP中。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所获得的聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯b-PP:
(a)根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2为19.0~30.0g/10min,
和/或
(b)具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO 16790:2005测量;
和/或
(c)具有小于2500的OCS凝胶指数。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所获得的聚丙烯组合物以单步法制备。
12.聚丙烯组合物,其包含:
(a)95.0~99.0重量份的支链聚丙烯b-PP;以及
(b)1.0~5.0重量份的线性聚丙烯l-PP,所述线性聚丙烯l-PP根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2为25.0~38.0g/10min;
其中,所述聚丙烯组合物具有:
-根据ISO 1133在230℃下测量的熔体流动速率MFR2为19.0~25.0g/10min;以及
-OCS凝胶指数小于2000;
以及,其中进一步地,所述聚丙烯组合物和/或支链聚丙烯b-PP具有4.0~20.0cN的F30熔体强度和240~300mm/s的v30熔融延伸性,其中,F30熔体强度和v30熔融延伸性根据ISO16790:2005测量。
13.根据权利要求12所述的聚丙烯组合物,其中,所述聚丙烯组合物包含至少一种添加剂A,所述添加剂A选自于由以下物质构成的组:抗氧化剂、金属钝化剂、UV稳定剂、抗静电剂、防雾剂、酸清除剂、发泡剂、胶粘剂、润滑剂、成核剂、滑爽剂、防粘连剂、及它们的混合物。
14.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所获得的聚丙烯组合物进一步由权利要求12所限定。
15.薄膜,其包含根据权利要求12或13所述的聚丙烯组合物。
CN201480030102.6A 2013-06-05 2014-05-16 聚丙烯组合物的一步制造 Active CN105246924B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13170587.3 2013-06-05
EP13170587.3A EP2810961B1 (en) 2013-06-05 2013-06-05 One-step production of a polypropylene composition
PCT/EP2014/060115 WO2014195114A1 (en) 2013-06-05 2014-05-16 One-step production of a polypropylene composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105246924A CN105246924A (zh) 2016-01-13
CN105246924B true CN105246924B (zh) 2021-03-26

Family

ID=48537887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480030102.6A Active CN105246924B (zh) 2013-06-05 2014-05-16 聚丙烯组合物的一步制造

Country Status (11)

Country Link
US (2) US10179851B2 (zh)
EP (2) EP2810961B1 (zh)
JP (1) JP6064063B2 (zh)
KR (1) KR101707368B1 (zh)
CN (1) CN105246924B (zh)
BR (1) BR112015029399B1 (zh)
DK (1) DK2810961T3 (zh)
ES (1) ES2574437T3 (zh)
PL (1) PL2810961T3 (zh)
SA (1) SA515370232B1 (zh)
WO (1) WO2014195114A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2574437T3 (es) 2013-06-05 2016-06-17 Borealis Ag Producción en una etapa de una composición de polipropileno
TWI616463B (zh) * 2015-02-04 2018-03-01 柏列利斯股份公司 於擠壓機中製備經改質烯烴聚合物之方法
CN108473687A (zh) 2015-12-11 2018-08-31 Sabic环球技术有限责任公司 用于增强基于丙烯的聚合物组合物的熔体强度的方法
WO2018147944A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High melt strength polypropylenes with improved processability
US11572462B2 (en) 2017-02-07 2023-02-07 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High melt strength polypropylenes with improved processability
JP6742044B2 (ja) * 2017-09-21 2020-08-19 株式会社Tbm 熱可塑性樹脂組成物およびこれを用いてなる成形品
EP3916048A4 (en) * 2019-12-04 2022-03-30 Lg Chem, Ltd. POLYPROPYLENE RESIN, POLYPROPYLENE FIBER AND METHOD FOR PREPARING IT
KR20230028485A (ko) * 2020-06-26 2023-02-28 보레알리스 아게 우수한 압축 강도 및 복원력을 갖는 hms pp 발포 시트

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02308839A (ja) 1989-05-22 1990-12-21 Chisso Corp ポリプロピレン組成物
JP3215187B2 (ja) 1992-10-13 2001-10-02 旭化成株式会社 改質プロピレン系重合体の製造方法
ATE240354T1 (de) 1996-02-01 2003-05-15 Borealis Gmbh Strukturisomere poly(alkylethylene)
US6204348B1 (en) 1997-05-20 2001-03-20 Borealis Gmbh Modified polypropylenes of improved processability
US6077907A (en) 1997-07-09 2000-06-20 Borealis Ag Molded polyolefin parts of improved dimensional stability at elevated temperatures and improved stiffness
EP1059332A1 (en) * 1999-06-10 2000-12-13 Fina Research S.A. Polypropylene with high melt strength and drawability
US6800669B2 (en) 2000-12-22 2004-10-05 Dow Global Technologies Inc. Propylene copolymer foams
US6545094B2 (en) 2001-03-09 2003-04-08 The Dow Chemical Company Blends of ethylenic polymers with improved modulus and melt strength and articles fabricated from these blends
EP1295910A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-26 Borealis GmbH Insulating foam composition
US7235609B2 (en) * 2004-01-14 2007-06-26 Amitkumar Dharia Thermoplastic olefin compositions and articles
EP1892264A1 (en) 2006-08-25 2008-02-27 Borealis Technology Oy Extrusion coated substrate
DE602006006061D1 (de) 2006-08-25 2009-05-14 Borealis Tech Oy Polypropylenschaumstoff
ATE475534T1 (de) * 2006-08-31 2010-08-15 Treofan Germany Gmbh & Co Kg Biaxial orientierte elektroisolierfolie
EP2014716A1 (en) 2007-06-08 2009-01-14 Borealis Technology Oy Polymer composition with high impact resistance and high melt strength
EP2113541A1 (en) 2008-04-28 2009-11-04 Borealis AG Adhesive propylene polymer composition suitable for extrusion coating of paper substrates
US8552116B2 (en) * 2009-10-13 2013-10-08 Kaneka Corporation Polypropylene resin, polypropylene resin composition, and foam-injection-molded article
EP2386604B1 (en) * 2010-04-20 2018-11-28 Borealis AG Polypropylene bottles
EP2386584A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-16 Borealis AG Polypropylene composition suitable for extrusion coating
EP2520425B1 (en) * 2011-05-02 2017-11-08 Borealis AG Polypropylene for foam and polypropylene foam
KR101829624B1 (ko) * 2011-10-11 2018-03-29 브라스켐 에세.아. 열성형된 제품의 생산을 위한 폴리프로필렌, 크고 깊으며 복잡하고/하거나 두꺼운 제품, 변형된 폴리프로필렌을 크고 깊으며 복잡하고/하거나 두꺼운 제품으로 열성형시키는 방법, 및 폴리프로필렌의 용도
ES2599456T3 (es) * 2012-06-28 2017-02-01 Borealis Ag Polipropileno de resistencia elevada a la fusión de calidad mejorada
WO2014016206A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Borealis Ag Film with low ocs gel index
ES2634996T3 (es) * 2012-07-25 2017-10-02 Borealis Ag Espuma producida a partir de polipropileno con bajo contenido de gel
ES2574437T3 (es) * 2013-06-05 2016-06-17 Borealis Ag Producción en una etapa de una composición de polipropileno

Also Published As

Publication number Publication date
BR112015029399B1 (pt) 2021-01-26
EP3004184A1 (en) 2016-04-13
KR101707368B1 (ko) 2017-02-15
EP2810961A1 (en) 2014-12-10
PL2810961T3 (pl) 2016-12-30
JP6064063B2 (ja) 2017-01-18
CN105246924A (zh) 2016-01-13
KR20150143895A (ko) 2015-12-23
US10179851B2 (en) 2019-01-15
JP2016521765A (ja) 2016-07-25
WO2014195114A1 (en) 2014-12-11
EP2810961B1 (en) 2016-04-13
EP3004184B1 (en) 2017-04-12
SA515370232B1 (ar) 2017-09-25
ES2574437T3 (es) 2016-06-17
DK2810961T3 (en) 2016-06-06
US20180334559A1 (en) 2018-11-22
US20160108220A1 (en) 2016-04-21
BR112015029399A2 (pt) 2017-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105246924B (zh) 聚丙烯组合物的一步制造
KR101840956B1 (ko) 저 겔 함량을 갖는 폴리프로필렌으로부터 제조된 포말
JP6322273B2 (ja) 品質の改善された高溶融張力ポリプロピレン
JP5986314B2 (ja) 低ocsゲル指数を有するフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant